Inspirationsanstrengung bei verschiedenen exspiratorischen Zyklen und Atemwegswiderständen während der druckunterstützten Beatmung (CYCLOPES) (CYCLOPES)

Das Konzept der vom Patienten selbst verursachten Lungenschädigung (P-SILI) definiert die Verletzung, die ein Patient der Lunge zufügen kann, wenn er starke Inspirationsanstrengungen ausübt. Bei der unterstützten Spontanatmung ergibt sich der alveoläre Distensionsdruck sowohl aus dem vom Beatmungsgerät abgegebenen Überdruck als auch aus dem vom Patienten erzeugten Unterdruck. Wenn der Patient einen sehr niedrigen negativen Pleuradruck (Ppl) erzeugt, kann dies zu einem erhöhten alveolären Distensionsdruck (d. h. transpulmonaler Druck). Die Messung des Ösophagusdrucks (Pes) – als Ersatz für Ppl – ermöglicht die Abschätzung des transpulmonalen Drucks. Die Überwachung des ösophagealen Drucks wird jedoch in verschiedenen Institutionen nicht häufig eingesetzt und ist oft nicht der Standard für die Beurteilung der Inspirationsanstrengung und des transpulmonalen Drucks. Ein manueller Inspirationsstopp ist ein am Krankenbett verfügbares Instrument zur potenziellen Schätzung eines sicheren Atemwegsdruckschwellenwerts, da damit der Plateaudruck (Pplat) während der assistierten mechanischen Beatmung und der Antriebsdruck (DP) zuverlässig geschätzt werden können. Der Unterschied zwischen Spitzendruck (Ppeak) und Plateaudruck (Pplat) während der druckunterstützten Beatmung ergibt den Druckmuskelindex (PMI), der als zuverlässiges Maß für den elastischen Beitrag der Inspirationsanstrengung des Patienten gilt. Dieser Index ist ein einfaches Hilfsmittel am Krankenbett, mit dem der „verborgene Druck“ aufgedeckt werden kann, den der Patient während der druckunterstützten Beatmung erzeugt. Er korreliert eng mit dem Muskeldruck am Ende der Inspiration, der mit einem Pes-Katheter gemessen wird. Heutzutage kann bei den meisten Beatmungsgeräten der Prozentsatz des Spitzenflusses von nur 1 % auf bis zu 80 % eingestellt werden, was zu längeren bzw. kürzeren Inspirationszeiten führt. Daher kann Pplat ohne Inspirationsanstrengung gleich oder niedriger als Ppeak sein. Bei einer Inspirationsanstrengung wird nach einem manuellen Inspirationsstopp der vom Patienten erzeugte Druck abgebaut und der Wert von Pplat kann über Ppeak in einem Ausmaß sichtbar sein, das sich je nach eingestelltem Exspirationszyklus ändern kann. Unser Ziel ist es daher zu überprüfen, ob der Druck-Muskel-Index (PMI) – der durch die Druck-Zeit-Wellenform am Beatmungsgerät ermittelt und als Schätzung der Inspirationsanstrengung verwendet wird – unterschiedlich mit der Druckschwankung der Speiseröhre korreliert (d. h. Goldstandard zur Beschreibung der Inspirationsanstrengung) durch Änderung des Exspirationszyklus bei unterschiedlichen Druckunterstützungsniveaus. Darüber hinaus wird die vom PMI geschätzte Inspirationsanstrengung bei verschiedenen Druckunterstützungsniveaus und Exspirationszyklen mit einem anderen Schätzer der Patientenanstrengung, dem Pocc, verglichen. Pocc ist der Druck bei assistierter Beatmung, wenn die Atemwege während eines Exspirationsmanövers kurzzeitig verschlossen sind. Zuletzt wird während der Schritte bei einem frühen Exspirationszyklus (60 %) die Druck-Zeit-Wellenform ausgewertet und der Atemwegswiderstand durch Nachahmung der Unterbrechertechnik geschätzt. Dies wird mit der Schätzung der Atemwegswiderstandskomponente unter Verwendung des Ösophaguskatheters verglichen. Die Patienten werden mindestens 6 Stunden nach und innerhalb von 72 Stunden nach der Umstellung von kontrollierten mechanischen Beatmungsmodalitäten (CMV) auf PSV aufgenommen.

Zu diesem Zeitpunkt werden die folgenden Parameter aufgezeichnet:

• Demografische Daten des Patienten (einschließlich Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht, voraussichtliches Körpergewicht)
• Datum/Uhrzeit der Einwilligung nach Aufklärung
• Datum und Uhrzeit der Aufnahme ins Krankenhaus und auf die Intensivstation
• Komorbiditäten
• Rauchergeschichte und -status
• Aufnahmediagnosen
• Datum/Uhrzeit des Beginns der mechanischen Beatmung
• Determinanten des SOFA-Scores (Sequential Organ Failure Assessment) bei der Aufnahme auf die Intensivstation
• Beatmungsparameter, Grad der Sedierung (RASS-Skala), Sedativa und arterielle Blutgasanalyse am Tag vor der Umstellung auf PSV und bei Studieneinschluss
• Vorherige Anwendung von Zusatztherapien, einschließlich neuromuskulärer Blocker (NMBA) und Bauchlage
• Bestandteile des SOFA-Scores bei der Einschreibung. Der Ösophagusdruck wird mithilfe einer speziellen nasogastischen Ernährungssonde mit einem luftgefüllten Ballon gemessen. Drei Ebenen der Druckunterstützung werden nach dem Zufallsprinzip untersucht: eine klinische Druckunterstützung und 4 cmH2O PS oberhalb und unterhalb der klinischen Druckunterstützung. Auf jeder Ebene der Druckunterstützung werden vier Datensätze aufgezeichnet, indem der Schwellenwert für den exspiratorischen Zyklus zufällig variiert wird: 15 %, 30 %, 45 % und 60 % des maximalen Inspirationsflusses. Nach dem Wechsel von einer Stufe des Exspirationszyklus auf die neue ist vor der Datenerfassung eine zehnminütige Pause erforderlich, damit sich der Patient an die neue Beatmungseinstellung gewöhnen kann.

Für jeden Grad des exspiratorischen Zyklus werden die folgenden Parameter aufgezeichnet:

• Beatmungsparameter: PEEP, PS, inspiratorischer und exspiratorischer Trigger, inspiratorische Anstiegszeit
• Messungen der Beatmungsmechanik (jeweils dreimal): RR, TV, Ppeak, Pplat, Gesamt-PEEP, P0,1, Okklusionsdruck (Poc), endinspiratorischer Pes und endexspiratorischer Pes nach und inspiratorischen und exspiratorischen Okklusionsmanövern von 3 Sekunden, bzw.
• Bewertung der Druckschwankungen im Ösophagus – 20 Atemzüge für jede Stufe der Druckunterstützungsbeatmung und jede Stufe des exspiratorischen Zyklus im Steady-State, berücksichtigt am Ende des 10-Minuten-Schritts.

Darüber hinaus werden folgende Parameter gemeldet:

• Maximaler Inspirationsdruck (MIP) und Pes während des MIP (eine einzige Messung)
• Grad der Sedierung (RASS-Skala) und Art der Sedativa
• Arterielle Blutgasanalyse
• Determinanten des SOFA-Scores. Die Patienten werden bis zur Entlassung auf der Intensivstation und im Krankenhaus weiterbeobachtet. Es werden Daten zur Sterblichkeit auf der Intensivstation und im Krankenhaus sowie zur Gesamtdauer der mechanischen Beatmung und zur Gesamtdauer von CMV und PSV erhoben.